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热原子层沉积氧化铝对硅的钝化性能及热稳定性

何悦 窦亚楠 马晓光 陈绍斌 褚君浩

热原子层沉积氧化铝对硅的钝化性能及热稳定性

何悦, 窦亚楠, 马晓光, 陈绍斌, 褚君浩
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  • 原子层沉积氧化铝已经成为应用于钝化发射极和背面点接触(PERC) 型晶硅太阳能电池优异的钝化材料. 对于基于丝网印刷技术的太阳能电池, 钝化材料的钝化效果及其热稳定性是非常重要的. 本文在太阳能级硅片上用热原子层沉积设备制备了20 nm和30 nm的氧化铝, 少子寿命测试结果显示初始沉积的氧化铝薄膜具有一定的钝化效果, 在退火后可达到100 μs以上, 相当于硅表面复合速度小于100 cm/s. 经过制备传统晶硅太阳能电池的烧结炉后, 少子寿命能够保持在烧结前的一半以上, 可应用于工业PERC型电池的制备. 通过电子显微镜观察到了较厚的氧化铝薄膜有气泡, 解释了30 nm氧化铝比20 nm氧化铝钝化性能和稳定性更差的异常表现.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60821092, U1037604), 上海市启明星计划(批准号: 11QB1406800)和上海技术物理研究所创新项目(批准号: Q-ZY-51)资助的课题.
    [1]

    Hoex B, Heil S B S, Langereis E, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2006 Appl. Phys. Lett. 89 042112

    [2]

    Hoex B, Schmidt J, Bock R, Altermatt P P, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2007 Appl. Phys. Lett. 91 112107

    [3]

    Hoex B, Schmidt J, Pohl P, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2008 J. of Appl. Phys. 104 044903

    [4]

    Dingemans G, Seguin R, Engelhart P, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2010 Phys. Status Solidi (RRL) 4 10

    [5]

    Saint Cast P, Benick J, Kania D, Weiss L, Hofmann M, Rentsch J, Preu R, Glunz W G 2010 Ieee Electron Device Lett. 31 695

    [6]

    Benick J, Hoex B, van de Sande M C M, Kessels W M M, Schultz O, Glunz S W 2008 Appl. Phys. Lett. 92 253504

    [7]

    Poodt P, Lankhorst A, Roozeboom F, Spee K, Maas D, Vermeer A 2010 Adv. Mater. 22 3564

    [8]

    Sinton consulting, Inc, WCT-120 photoconductance lifetime tester, user manual

    [9]

    Dingemans G, Van de Sanden M C M, Kessels W M M 2011 Phys. Status Solidi (RRL) 5 22

    [10]

    Vermang B, Goverde H, Lorenz A, Uruena A, Vereecke G, Meersschaut J, Cornagliotti E, Rothschild A, John J, Poortmans J, Mertens R 2011 Proceedings of the 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Washington, June 19-24, 2011

  • [1]

    Hoex B, Heil S B S, Langereis E, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2006 Appl. Phys. Lett. 89 042112

    [2]

    Hoex B, Schmidt J, Bock R, Altermatt P P, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2007 Appl. Phys. Lett. 91 112107

    [3]

    Hoex B, Schmidt J, Pohl P, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2008 J. of Appl. Phys. 104 044903

    [4]

    Dingemans G, Seguin R, Engelhart P, van de Sanden M C M, Kessels W M M 2010 Phys. Status Solidi (RRL) 4 10

    [5]

    Saint Cast P, Benick J, Kania D, Weiss L, Hofmann M, Rentsch J, Preu R, Glunz W G 2010 Ieee Electron Device Lett. 31 695

    [6]

    Benick J, Hoex B, van de Sande M C M, Kessels W M M, Schultz O, Glunz S W 2008 Appl. Phys. Lett. 92 253504

    [7]

    Poodt P, Lankhorst A, Roozeboom F, Spee K, Maas D, Vermeer A 2010 Adv. Mater. 22 3564

    [8]

    Sinton consulting, Inc, WCT-120 photoconductance lifetime tester, user manual

    [9]

    Dingemans G, Van de Sanden M C M, Kessels W M M 2011 Phys. Status Solidi (RRL) 5 22

    [10]

    Vermang B, Goverde H, Lorenz A, Uruena A, Vereecke G, Meersschaut J, Cornagliotti E, Rothschild A, John J, Poortmans J, Mertens R 2011 Proceedings of the 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Washington, June 19-24, 2011

  • [1] 何素明, 戴珊珊, 罗向东, 张波, 王金斌. 等离子体增强化学气相沉积工艺制备SiON膜及对硅的钝化. 物理学报, 2014, 63(12): 128102. doi: 10.7498/aps.63.128102
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    [9] 娄昊楠, 陆昉, 王军转, 石卓琼, 章新栾, 左则文, 濮林, 张荣, 郑有炓, 施毅, 马恩. 掺铒Si/Al2O3多层结构中结晶形态对1.54 μm发光的影响. 物理学报, 2009, 58(6): 4243-4248. doi: 10.7498/aps.58.4243
    [10] 吴利华, 章晓中, 于奕, 万蔡华, 谭新玉. a-C: Fe/AlOx/Si基异质结的光伏效应. 物理学报, 2011, 60(3): 037807. doi: 10.7498/aps.60.037807
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-16
  • 修回日期:  2012-06-27
  • 刊出日期:  2012-12-20

热原子层沉积氧化铝对硅的钝化性能及热稳定性

  • 1. 尚德太阳能电力有限公司, 上海 201114;
  • 2. 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室, 上海 200083
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60821092, U1037604), 上海市启明星计划(批准号: 11QB1406800)和上海技术物理研究所创新项目(批准号: Q-ZY-51)资助的课题.

摘要: 原子层沉积氧化铝已经成为应用于钝化发射极和背面点接触(PERC) 型晶硅太阳能电池优异的钝化材料. 对于基于丝网印刷技术的太阳能电池, 钝化材料的钝化效果及其热稳定性是非常重要的. 本文在太阳能级硅片上用热原子层沉积设备制备了20 nm和30 nm的氧化铝, 少子寿命测试结果显示初始沉积的氧化铝薄膜具有一定的钝化效果, 在退火后可达到100 μs以上, 相当于硅表面复合速度小于100 cm/s. 经过制备传统晶硅太阳能电池的烧结炉后, 少子寿命能够保持在烧结前的一半以上, 可应用于工业PERC型电池的制备. 通过电子显微镜观察到了较厚的氧化铝薄膜有气泡, 解释了30 nm氧化铝比20 nm氧化铝钝化性能和稳定性更差的异常表现.

English Abstract

参考文献 (10)

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